JPH03105846A - 放電管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも希ガスと水銀を封入した放電管に
関し、例えば液晶パネル用バツクライ１一に使用する放
電管に関するものである。

［従来の技術］ 近年の液晶技術の進歩により、各種表示装置１．・７゛
液晶パネルが多く用いられるようになってきた。

しかし、液晶それ自体は発光するものではなく、別の光
源よりの光を偏向して濃度差を出し“Ｃいる。

近年は特に小型化、軽量化が強く求められており、液晶
表示袋置は係る要求を満足するのに最適な表示器として
広く用いられている。そして、液晶のバックライトとし
てとして陰極放電灯が広く採用されている。

そして、液晶表示器の大きさはこのバックライトとして
の陰極放電管、液晶パネル、液晶パネル駆動回路及びこ
れらの保持機構の大きさにより決定される。

このため更に小型化した液晶表示パネルを製作するには
これらの各構成要素のうち特にバックライトの小型化、
駆動回路の小型化が必須である。

駆動回路については近年の半導体技術の進歩により急速
に小型化，高集積化が進み、バックライトの小型化が特
に要求されるようになってきた。

同時に、表示品質を向上させるため、高輝度化を図り、
複数のライトで均一な発光特性を得る例も多くなってき
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の、陰極放電管は、管計が６．５Ｈ程度の
ものが大部分であり、僅かに５．８ｍｎ＋程度のものが
あるにすぎなかった．このため、どうしても表示器の厚
さが厚くなり、しかも、表示パネル周囲も十分な領域を
確保しなければならないものとなってしまっていた。

また、むやみに管径のみを細くしても、電極面積が減少
して十分な放電電流が得られず，光量が不足することと
なり、高輝度小型化の目的を達成できなかった。

このため、従来技術電極で、管径４．５ｍｍ以下の冷陰
極管は実用性がなかった。

［課題を解決するための手段１ 本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、少なくとも希ガスと水銀を封入した放電管で
あって、管径を略４．５ｍｍ以下とした。

そして，管内両端部近傍に配設した電極を、少なくとも
インナーリードと、該インナーリード先端部に設けられ
たエミッタ電極部と、前記インナーリードに該エミッタ
電極部を略覆う様に固着された鐘状に開口したスリーブ
電極とで構成し、高輝度化をも達成した。

［作用］ 以上の構成において、管径を小さくしたため、非常に小
型の表示器を製作可能とした．また、鑵状に開口したス
リーブ電極部と該スリーブ電極部に内包されたエミッタ
電極部とで管両端部の電極を構成したため、広い電極面
積を確保することができ、十分な放電電流を得られ，更
に、エミッタ電極部をスリーブ電極部に内包することに
より、同時にエミッタ電極の温度を適度に上昇させて高
輝度発光させることを可能とすると共に、エミッタ電極
部よりの電極部材の拡散を防ぎながら鐘状に開口したス
リーブ電極部に拡散した電極部材を逆拡散させて電極部
材の再生効果を奏し、長寿命化を達成した細径放電管が
提供できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る一実施例の放電管の電極構造を示
す分解図であり、第２図に組立て一部切り欠き断面図を
示す。

図中、ｌはジュメット線、２はインナーリード、３はタ
ングステンコイル表面に放電開始電圧を下げるためのエ
ミッタ物質であるＢａＮｓを塗布したエミッタ電極、４
は本実施例の特徴的構成である鐘状に開口した（カクテ
ルグラス状）のスリーブ電極、５は放電管内に水銀を封
入するための表面が所定量のＴｉＨｇ合金で形成された
ゲツタである。

インナーリード２の基部にゲツタ５が、中間部にはスリ
ーブ電極４が、先端部にはエミッタ電極３がそれぞれに
スポット溶接（ａ箇所及びｂ箇所）で電気的導通状態に
固着されている。

この時、第２図図示の如く、エミッタ電極３はスリーブ
電極４とは非接触状態に保持されている。

本実施例においては、以上の構成を備える電極を管径約
４．１ｍｍ（内径約３．５ｍｍ）の細長い管の両端に配
設し、管内には放電開始を容易にするために不活性ガス
（例えばアルゴンガス）を封入する。なお、管の内壁に
は１種又は数種の蛍光体を薄く均等に塗布してゲッタ５
より後に放出される所定水銀の作用で水銀放電した２５
３７人の紫外線を可視線に転換する。そして第３図に示
すプッシュブル型のインバータ回路に両端電極のジュメ
ット線の端部を接続し、放電発光させる。

本実施例においては、ジュメット線１は０．５φ、イン
ナーリード２は０．９φ、エミッタ電極３は０．０２φ
のタングステンコイル表面に上述したエミッタ（ＢａＮ
ｓ）物質を塗布して形成している。またスリーブ４はφ
２、ｔ”０．２ｍｍである。

そして放電管として形成した時の管径４．　　１ｍｍ、
管長１６０１、封入アルゴンガス圧を８ｏＴｏｒｒとし
、封入水銀量３ｍｇとし、インバータ回路よりの放電管
両端のランプ電圧３８０Ｖ、ランプ電流を１１±１ａｉ
Ａとしている。

本実施例においては、管の両端部の電極構造を以上のよ
うなスリーブ電極とエミッタ電極の両電極部で構成し、
十分広い電極面積を確保し、小型でありながら十分な放
電特性が得られるようにしている。

更に、以上の構成とすることにより、グロー放電領域と
アーク放電領域の両領域での電子放射機構を採用するこ
とが可能となる。これにより、アーク放電領域を使用す
る熱陰極放電灯の如き高輝度の発光を達成すると共に、
上述の電極＋ｉ或によりグロー放電領域を使用する冷陰
極放電灯の如き長寿命を達成している。

放電管の寿命は、主に電極の消耗に起因しており、正イ
オンの衝突により叩き出されるスバッタノングによる消
耗やエミッタ物質の蒸発による消耗等である。そして、
叩き出された金属粒子は、気体中を拡散し、電極近辺の
管壁内に付着して黒化するものと、気体原子と衝突して
再度電極表面に戻される（逆拡散）ものとに大別できる
。

本実施例においては、このエミッタ電極３より叩き出さ
れた金属粒子を、該エミッタ電極３を略覆うように配設
されたカクテルグラス状の（鐘状に開口した）帽子状ス
リーブ４の内壁面に堆積させることにより、逆拡散効果
を大きくし、電極表面の特性を改善して放出電子数を増
加させるようにしている。

このスリーブ４の内壁面に堆積された金属粒子の状態を
第４図に模式的に示す。

図中４１．４２がエミッタ電極３より拡敗した金属粒子
の体積状態を示しており、殆どの金属粒子はスリーブ４
内壁面に堆積していることがわかる。

また、本実施例においては、エミッタ電極３がスリーブ
４に覆われているため、放電状態が連続すると、徐々に
そのエミッタ電極３の温度が上昇していく。これはエミ
ッタ電極３がスリーブ４に接触しておらず、かつスリー
ブ４内に内包した状態であることにより達成されるもの
で、スリーブ４を偏平円としても略同様の効果が達或で
きる。

従って、スリーブ４とエミッタ電極３との関係は、エミ
ッタ電極３がスリーブ内壁に接触するようなことがなけ
れば、スリーブ４を偏平円状としてもよい。

このようにしてエミッタ電極３の表面温度が上昇ぐると
、陰極放電灯としての動作領域が当初の冷陰極放電灯と
してのグロー放電領域から、徐々に熱陰極放電灯として
のアーク放電領域に近づく。これにより発光輝度も大き
くなり、高輝度の放電灯としての動作が確保される。な
お、このとき、同時に陰極が受けるイオンの速度が急上
昇し、陰極材料のスパッタリングが激しくなる。

しかし、本実施例においては、陰極のスパッタリングの
主対象であるエミッタ電極３はスリーブ４に内包されて
おり、エミッタ電極３よりスパッタリングにより拡散し
た陰極材料はスリーブ４の内壁に逆拡散され、保持され
る。このため、この拡散した陰極材料は再び再利用され
，互いに拡敗材料の再利用が図られることになる。

この様にして、本実施例では陰極材料の電極よりの離散
は低く押えられ、長寿命化が達成されている。しかも、
スリーブ内径を最適なものとすることにより、エミッタ
電極３の安定発熱温度を高輝度化と長寿命化の最適バラ
ンス温度とすることができる。以上の結果、本実施例で
は図示の如き帽子状の（鐘状に開口した）電極としたも
のである。

本実施例では完全な熱陰極放電灯としてのアーク放電領
域よりやや電流値を低く、かつ一般的な冷陰極放電灯の
グロー放電領域より電流を多く流す、熱電子放射の始期
部分に設定している。

単に、管径を４．ｉｎ＋ｍと細く形成しため、管中１放
電電流密度が高くなり、従来の如《太い管径の放電管と
比し、高輝度の発光が達或できる。

１：ｉ、ヒの構或を備えることにより、点灯後約２分Ｎ
．度で陰極温度の上昇により初期輝度の約８０％・ハ輝
度が得られた。

１′シ，て、従来の熱陰極放電灯が数千時間で輝度が５
０％程度に落ちるのに対し、本実施例の放電等はスリー
ブ４によるエミッタ材料の再生効果等により、輝度が５
０％程度に落ちるまで数万時間という長寿命化が達成で
きた。

以上説明した様に本実施例によれば、放電管の管径を４
．５ｍｍ以下、好ましくは約４．１ｍｍとＯし、かつ管
の両端部近傍の電極構造を鐘状の開１コ部を備える帽子
状スリーブ電極４と、エミッタ電極３の両電極部で構成
し、広い電極面積を確保して放電を完全なものとすると
ともに、更に、エミッタ電極部をスリーブ電極部に内包
する．：ヒ｛・こより、同時にエミッタ電極の温度を適
度に上昇させて高輝度発光させることを可能とすると共
に、エミッタ電極部よりの電極部材の拡散を防ぎながら
鐘状に開口したスリーブ電極部に拡散した電極部材を逆
拡散させて電極部材の再生効果を奏し、長寿命化を達成
した小型でありながら高輝度、長寿命の放電管を提供で
きる。

なお、以上の説明は管径が４．１ｍｍと細い放電管の例
を述べたが、本実施例の電極構造を４．　　１ｌｌＩＩ
１以上の管径の放電管に採用しても、従来に比し、高輝
度発光のものとすることができ、更に長寿命のものとす
ることができる。

更に管径も４．１ｍ＋ｎに限定するものではなく、それ
以下の細いものとすることができる。この場合には、必
要に応じてスリーブ電極の管径も細くする必要があり、
場合によってはエミッタ電極のコイル径も細くすればよ
い。この場合においても十分な放電電極面積を確保する
ことができ、十分な放電特性が得られる。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、小型かつ高輝度発光
が可能で、長寿命の放電管が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の放電管の電極構造を示
す分解図、 第２図は本実施例の電極の組立て一部切り欠き断面図、 第３図は本実施例の駆動回路図、 第４図は本実施例の放電状態を示す図である。 図中、１・・・ジュメット線、２・・・インナーリード
、３・・・エミッタ電極、４・・・スリーブ電極、５・
・・ゲツタ、４１．４２・・・拡散金属粒子である。 ドｒ４ｔ　ｉ−＞ 第１図 第３図 ４０ 第２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも希ガスと水銀を封入した放電管であつ
   て、管径を略４．５ｍｍ以下としたことを特徴とする放
   電管。
2. （２）放電管管内両端部近傍に配設した電極を、少なく
   ともインナーリードと、該インナーリード先端部に設け
   られたエミッタ電極部と、前記インナーリードに該エミ
   ッタ電極部を略覆う様に固着された鐘状に開口したスリ
   ーブ電極とで構成したことを特徴とする請求項第１項記
   載の放電管。